番茄重要農(nóng)藝性狀的全基因組關(guān)聯(lián)分析及野生種質(zhì)在栽培種的漸滲分析.pdf

1、番茄（Solanum lycopersicum）是一種世界范圍內(nèi)廣泛種植的蔬菜作物，也是研究果實(shí)發(fā)育的典型模式植物，具有重要的經(jīng)濟(jì)和科研價(jià)值。近年來，番茄基因組序列的解讀和群體遺傳學(xué)的發(fā)展讓人們能夠能從基因組的角度加深對番茄的了解。本研究利用高密度的基因組數(shù)據(jù)對整個(gè)番茄群體的進(jìn)化關(guān)系和群體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上利用全基因組關(guān)聯(lián)分析的方法對栽培種群體內(nèi)的自然變異進(jìn)行檢測，并以抗病基因?yàn)闃?biāo)記對野生資源在栽培種的漸滲片段進(jìn)行分析。本研究加

2、深了對人類馴化和現(xiàn)代育種對栽培種番茄基因組影響的了解，相關(guān)結(jié)果和方法將為基因組指導(dǎo)的番茄育種提供了借鑒和思考，全文主要結(jié)果如下。
　　1.利用全基因組20，111個(gè)SNPs對包括166份普通栽培種番茄、112份櫻桃番茄、53份醋栗番茄、3份契斯曼尼番茄、3份秘魯番茄、1份多毛番茄、1份多腺番茄、1份小花番茄和1份智利番茄的341份番茄材料構(gòu)建了系統(tǒng)發(fā)生樹，結(jié)果表明櫻桃番茄(CER)處于醋栗番茄(PIM)到大果栽培種番茄(BIG)的

3、中間進(jìn)化階段。對包含PIM、CER和BIG的群體進(jìn)行了群體結(jié)構(gòu)分析，整個(gè)群體可以分為兩大亞群，亞群Ⅰ包括PIM和部分南美洲來源的CER，亞群Ⅱ包括BIG和部分非南美洲來源的CER。
　　2.群體結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)在栽培種群體內(nèi)部出現(xiàn)了新的亞群，現(xiàn)代加工番茄亞群(K=3，4)。通過鮮食番茄和加工番茄群體間固定指數(shù)(Fst)分析發(fā)現(xiàn)在全基因組中有69，603（前1％）個(gè)高度分化的位點(diǎn)，其中63，009個(gè)(90.53％)集中的分布在5號(hào)染色體

4、，此區(qū)域是加工番茄的一個(gè)基因組特征區(qū)域，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)此區(qū)域含有SSC5.1、SSC5.2、SSC5.3三個(gè)控制可溶性固形物的位點(diǎn)和一個(gè)控制果實(shí)硬度的位點(diǎn)fir5.1。
　　3.利用843，316個(gè)位點(diǎn)在253個(gè)栽培種亞群中對的果實(shí)顏色、果實(shí)重量、果形指數(shù)、心室數(shù)目和可溶性固形物5個(gè)性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)了11個(gè)明顯的關(guān)聯(lián)信號(hào)位點(diǎn)，其中1個(gè)果皮顏色位點(diǎn)、2個(gè)果形指數(shù)位點(diǎn)和2個(gè)心室數(shù)目位點(diǎn)和前人的研究結(jié)果一致，另外6個(gè)位點(diǎn)為新發(fā)現(xiàn)的

5、位點(diǎn)。
　　4.借助基因組重測序數(shù)據(jù)和分子生物學(xué)手段發(fā)現(xiàn)了控制番茄果皮顏色Y基因（SlMYB12）的三種變異類型y-1，y-2和y-3。y-1是轉(zhuǎn)錄因子SlMYB12啟動(dòng)子區(qū)域603-bp的缺失;y-2是SlMYB12第二個(gè)外顯子區(qū)域內(nèi)1個(gè)堿基A的插入產(chǎn)生了終止密碼子，最終導(dǎo)致了蛋白質(zhì)翻譯的提前終止;y-3是SlMYB12第二個(gè)外顯子區(qū)域內(nèi)1個(gè)堿基C-T的替換產(chǎn)生了終止密碼子，最終導(dǎo)致了蛋白質(zhì)翻譯的提前終止。
　　5.通過栽

6、培種番茄和野生番茄基因組相似性比較，發(fā)現(xiàn)抗病基因在栽培種中的應(yīng)用導(dǎo)致了較大的外源漸滲片段。攜帶Ty-1基因的漸滲片段長度為30.9-32.5 Mb，攜帶Mi-1基因的漸滲片段長度為26.6-26.7 Mb，攜帶Tm-2a基因的漸滲片段長度為51.7-54.7 Mb，攜帶Ve基因的漸滲片段長度約為1.8 Mb，這些長片段在栽培種中的滲入可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的連鎖累贅。
　　6.對17個(gè)商業(yè)品種的基因組框架分析發(fā)現(xiàn)，馴化區(qū)域?yàn)?11.0 M